A természettudomány tartalmi területei az online diagnosztikus értékelés szempontjából
Korom Erzsébet
Szegedi Tudományegyetem Neveléstudományi Intézet
Nagy Lászlóné
Szegedi Tudományegyetem Biológiai Szakmódszertani Csoport
B. Németh Mária
MTA-SZTE Képességfejlődés Kutatócsoport
Makádi Mariann
Eötvös Loránd Tudományegyetem Természetföldrajzi Tanszék
Kissné Gera Ágnes
Arany János Általános Iskola, Szeged
Radnóti Katalin
Eötvös Loránd Tudományegyetem Anyagfizikai Tanszék
Adorjánné Farkas Magdolna
Arany János Általános Iskola és Gimnázium, Budapest
Tóth Zoltán
Debreceni Egyetem Kémia Szakmódszertani Csoport
Revákné Markóczi Ibolya
Debreceni Egyetem Biológia Szakmódszertani Részleg
4.
4.1. A szaktudományi tudás mérése az 1−2. évfolyamon
4.1.1. Élettelen rendszerek 4.1.1.1. A testek és az anyagok tulajdonságai, a tulajdonságok vizsgálata
Az anyag az a szubsztancia, amelyből a fizikai világ felépül. Az anyaggal kapcsolatos ismeretek alapvetőek mind a tudományban, mind a hétköznapi életben, ezért a természettudomány tanulása szempontjából ez az egyik kulcsfontosságú témakör. Az 1−6. évfolyamon az anyagok, anyagi rend- szerek legfontosabb tulajdonságainak (pl. sűrűség, szín, elektromos vezető- képesség, keménység, hajlíthatóság, hővezető képesség, olvadáspont, for- ráspont adott nyomáson) megismerésére és azok vizsgálatára, a halmazál- lapotok és a halmazállapot-változások jellemzésére, valamint az anyagok tulajdonságai és felhasználásuk közötti kapcsolat megismerésére (pl. adott célhoz megfelelő tulajdonságokkal rendelkező anyagok keresése) kerül sor.
A fogalmi fejlődésre irányuló kutatások számos gyermeki elképzelést tár- tak fel az anyag fogalmával és az anyagi változásokkal kapcsolatban. Ezek eredetét legkönnyebben Chi, Slotta és de Leeuw (1994) modellje alapján lehet megfejteni. Elméletük szerint a természettudományos fogalmak két dif- ferenciálatlan ősfogalomból alakulnak ki: az anyagalapú és a folyamatalapú fogalmakból. Anyagalapú például a hosszúság, a terület, a sűrűség, a tömeg, a térfogat és a szilárdság. Ezeket a fogalmakat el len tét pá rok ba rendezhetjük:
hosszú-rövid, kicsi-nagy stb. Kezdetben a gyerekek gondolkodásában ezek a fogalmak nem különülnek el megfelelően, például a tömeget és a térfogatot gyakran egymás szinonimájaként használják. A fogalmi fejlődés magasabb szintjén következik be a sűrűség és a töménység, valamint a sűrűség és a viszkozitás fogalmak elkülönítése. A folyamatalapú fogalomrendszerbe azok a fogalmak tartoznak, amelyek általában dinamikus elemeket is tartalmaz- nak. Ilyen például az erő, a mozgás, a gyorsaság, a hő és az energia.
A 3−14 éves gyerekek körében végzett interjús vizsgálatok (Dickinson, 1987; Krnel, Glazar és Watson, 2003) azt mutatják, hogy az anyagok és a belőlük készült tárgyak megkülönböztetése az ötéveseknél jelenik meg.
A 3–5 évesek elsősorban szín és alak szerint sorolják halmazba a tárgya- kat. Kilencéves kortól egyre inkább az anyagi minőség válik rendező elvvé.
A négyévesek még nem képesek a különböző formájú (darabos és por) anyagok anyagi azonosságát felismerni. A fiatalabb gyerekek inkább tár- gyakban gondolkodnak, mint anyagokban. Az anyag fogalmi fejlődésének egyik lépése, hogy kilencéves kor körül a magyarázatokban egyre inkább előtérbe kerül a „miből áll”, „mi alkotja”, a korábbi „miből készült” helyett.
Az anyagokkal kapcsolatos fogalmak közül a gázok sajátosságainak megértése okozza a legnagyobb nehézséget. A gázokra vonatkozó első ismeretek a levegővel kapcsolatosak, még akkor is, ha kezdetben a leve- gőt nem azonosítják a gázzal a gyerekek. A gázok természetének megértési nehézségét az (is) okozza, hogy a környezetünkben található gázok több- sége színtelen és szagtalan, ezért egy olyasvalami létezését kell elfogad- nunk, amit érzékszerveinkkel nem észlelhetünk. A gyerekek jelentős része a levegőt a semmivel azonosítja (Piaget, 1970; Séré, 1986). Ezt erősíti az a hétköznapi szóhasználat is, hogy az üres pohárban nincs semmi, holott az általában levegővel van tele. A tízévesek többsége már tudja, hogy a levegő is anyag, azonban még a hetedikes gyerekek egy részének is problémát okoz a gázokhoz tömeget rendelni (Stavy, Eisen és Yaakobi, 1987). A gázok létezésének elfogadása után a következő lépés a részecskeszemlélet a foly- tonos gázmodell helyett (Nussbaum, 1985).
A szilárd anyagok szerkezetéről alkotott gyermeki elképzelések több fokozaton keresztül alakulnak (Johnson, 1998). A kezdeti (iniciális) modell a folytonos anyagkép. Ezt támasztják alá a hétköznapi tapasztalatok. Első- sorban az iskolai oktatás hatására alakulnak ki azok a szintetikus modellek, amelyekben a gyerekek megpróbálják összeilleszteni a kezdeti folytonos anyagképet a részecskeszemlélettel. Az egyik ilyen szintetikus modell sze- rint az anyagot felépítő részecskék valamilyen folytonos közegben (több- nyire levegőben) helyezkednek el. A másik szintetikus modellben az alkotó részecskéknek ugyanolyan tulajdonsága (pl. színe, keménysége) van, mint magának az anyagnak.
Az iskolába lépéskor a gyerekek már számos ismerettel rendelkeznek a körülöttük lévő tárgyakról, ismernek különböző anyagokat, anyagfajtá- kat, ugyanakkor fogalmaik (tárgy, anyag, anyagfajta) még nem különülnek el. Az anyag kifejezést gyakran leszűkítve használják, például anyag kap- csán a textíliára gondolnak, amiből a ruha készül, vagy az építő anya gok ra,
tömeg, felület, szín, anyag) felsorolása, anyagainak felismerése, megneve- zése, valamint az élő és az élettelen dolgok megkülönböztetése életjelenségek alapján. Már ebben az életkori szakaszban lényeges annak a felismerésnek az elősegítése, hogy az élőlényeket (beleértve az embert is) anyagok építik fel;
anyagok alkotják a természeti környezetet, például a földfelszínt is.
Az anyagfajták és az anyagitulajdonságok ismerete ebben az életkori szakaszban a hétköznapi tárgyak tulajdonságainak, anyagainak ismeretére vonatkozik (D1. és D2. feladat). Az anyagfajták elkülönítését mérhetjük a D3. feladattal, amely nehezebb, ha az anyagfajtákat is a tanulóknak kell
D1. feladat
D2. feladat
megnevezniük. Egyszerűbb esetekben már ebben az életkorban is kérhetjük annak eldöntését, hogy egy-egy tulajdonság (pl. alak, méret) a tárgy vagy az anyag tulajdonsága-e (D4. feladat).
A halmazállapotokkal való ismerkedést előkészíti a víz három hal- mazállapotának ismerete (D5. feladat), illetve annak megfigyelése, hogy a szilárd testek alakja megváltozhat külső hatás következtében: a testek összetörhetők, hajlíthatók, nyújthatók, összenyomhatók, téphetők; vala- mint e tulajdonságok mentén nagy eltérés tapasztalható az anyagok között (D6. feladat).
D3. feladat
D4. feladat
D5. feladat
D6. feladat
Az anyagok tulajdonságait megfigyeléseken, vizsgálatokon keresztül ismerjük meg, ami nemcsak az anyagok megismerését, hanem a fizikai
tulajdonságok méréséhez szükséges készségek elsajátítását is lehetővé teszi. Méréssel, mértékegységekkel minden tanuló találkozik a hét köz na- pok ban is, például vásárláskor, főzéskor vagy orvosi vizsgálaton, ám a fizikai mennyiségek pontos elnevezéseit, mértékegységeit, a mérés, mérőeszköz, mérési hiba fogalmát csak később, az iskolai tanulmányok során sajátít- ják el. A mértékegységek megtanulásának alapvető feltétele a hosszúság, tömeg, hőmérséklet, térfogat fogalmak megfelelő használatának elősegí- tése. Gyakori a tömeg és a súly kifejezések keverése, a tömeg és a sűrűség fogalmának differenciálatlansága.
A mérés előtt célszerű a becslést gyakoroltatni, amire számos lehetőség nyílik az iskolában. Például a tanteremben vagy otthon található tárgyak méreteinek, tömegének, a tárgyak távolságának, a levegő hőmérsékletének, események időtartamának becslése (D7. feladat); az egységnyi mértékegy- ség nagyságának elképzelése, vagy ugyanazon mennyiség más mérték- egységben történő becslése. A gyakorlás során lényeges arra odafigyelni, hogy a becslésnél minden választ fogadjunk el. Ezután végezzék el a tanu- lók a mérést, majd vessék össze a becslés és a mérés eredményét. Sok-sok gyakorlás után alakulhat ki a pontos becslés képessége, és ezt nagymérték- ben hátráltatja, ha nem engedünk tág teret a téves becslésnek, majd annak ellenőrzésének, módosításának. Fontos, hogy kialakuljon az egységnyi mértékegység megfelelő reprezentációja, és a tanulók össze tudják kötni az adott mennyiséget a megfelelő mértékegységgel (D8. feladat).
D7. feladat
D8. feladat
A becslés mellett játékos feladatokkal gyakorolható a mérés is. Kitalál- hatnak a tanulók megfelelő eszközöket a hosszúság vagy a térfogat mérésére, használhatják a méréshez saját testüket (pl. arasz, ujj, lépés) vagy készít- hetnek mérőeszközt megadott eszközökből (pl. különböző tömegű tárgyak összehasonlítására alkalmas eszközt hurkapálca, fonal, kis műanyag tartók felhasználásával). Ebben a szakaszban elsősorban a hosszúság, a tömeg és a hőmérséklet mérésére kerül sor, illetve a térfogat mérésére folyadékoknál.
4.1.1.2. Az anyagok változásai: halmazállapot-változás, keverés, oldódás, égés
Az anyagi változások gyermektudományos értelmezései mögött egy mély- ben gyökerező hit, a folytonos anyagfelfogás és az iskolában tanult új modell, a részecskeszemlélet közötti vívódás húzódik meg (Andersson, 1990). Olyan gyermeki magyarázatok születnek, amelyek még alkalmasak arra, hogy az érzékszervi tapasztalatokat módosítsák, és látszólag felold- ják a látvány és az értelmező keret között fennálló nyilvánvaló ellentmon- dást. Ezért – hogy ne kelljen elismerni azt, hogy a változás során új anyag keletkezett – gyakran a tanulók a kiindulási anyag eltűnéséről, áthelyező- déséről, energiává alakulásáról beszélnek, vagy azt állítják, hogy az eredeti anyag jelen van, csak bizonyos tulajdonságai változtak meg. „Az eltűnik az anyag” elképzelés jelzi, hogy nincs még meg az anyagmegmaradás képe, a megmaradási törvények nem nyilvánvalóak a gyerekek számára. Számos változás esetében még nem is tudhatják, hogy pontosan mi történik: a hal- mazállapot-változásnál megmaradnak ugyanazok a kémiai részecskék, míg például az égésnél új anyag keletkezik.
Az anyagok, testek tulajdonságainak változását számos megfigyelés és vizsgálat elősegítheti. A tapasztalatok megbeszélésekor lényeges a válto- zás eredményének megfogalmazása (pl. a gumiszalag megnyúlt, a víz fel- melegedett), a megváltozott tulajdonság (pl. hosszúság, hőmérséklet) és a változást okozó hatás (pl. megnyújtás, melegítés) megnevezése. Kezdetben a gyerekek a változások megfigyelésekor csak egy szempontra figyelnek, később több szempontot is figyelembe tudnak venni, és felismerik a meg- fordítható műveleteket.
A halmazállapot-változásokkal kapcsolatban számos tapasztalattal rendelkeznek a tanulók (pl. vízpára lecsapódása, a víz megfagyása, elpá- rolgása, a jég megolvadása). Tudnak példákat felsorolni halmazállapot-vál- tozásokra, illetve hozzá tudják rendelni a halmazállapot-változás nevét az
egyszerűbb folyamatokhoz (D9. feladat). Nemcsak ebben az időszakban, hanem később is problémát jelent a szakkifejezések pontos használata: gya- kori az olvadás és az oldódás szavak keverése. A halmazállapot-változások közül az olvadás és a fagyás megnevezése a legkönnyebb, a lecsapódásé a legnehezebb; a párolgás és forrás megkülönböztetése okozza a legtöbb problémát (Korom, 2013).
D9. feladat
A kémiailag tiszta anyagok egyfajta, a keverékek többfajta részecské- ből épülnek fel. A keverés az a folyamat, amikor két vagy több kémiailag tiszta anyagból keveréket hozunk létre. Az alapfokú képzésben a keverés tanításának többféle célja van. Megismerkednek a tanulók a mindennapi élet szempontjából fontos keverékekkel (pl. csapvíz, tea, folyóvíz, talaj, levegő), a keverékek szétválasztásának egyszerű módszereivel, illetve elő- készíthetjük a későbbi tanulmányokat − a vegyületek és a keverékek közötti különbség megértését −, ha segítjük annak felismerését, hogy a keverékek- ben az alkotók megtartják eredeti tulajdonságaik többségét.
Keverékekkel a legtöbb kisgyerek találkozott már az iskolába lépés előtt (pl. a süteménybe készült, darált dióból, cukorból, reszelt citromhéjból álló keverék; citromos tea; gyümölcsös joghurt), a keverés/összekeverés fogal- mát is gyakran használjuk a mindennapokban. Mindezért a keverés és a
Legördülő listában: Válassz! feloldódott / elolvadt / elpárolgott
szemmel láthatóan keverékek (makroszintű keverékek). Ebben az életkori szakaszban ki tudják választani a tanulók az általuk ismert dolgok (pl.
mákos tészta, virágföld, homok, cukor) közül a keverékeket (D10. feladat), illetve a különböző műveletek ábrái közül azt, ahol keverés történik.
D10. feladat
Az oldódás az a folyamat, amely során az oldandó anyag és a cseppfo- lyós halmazállapotú oldószer részecskéi egymással elkeverednek. Az oldó- dás folyamatának megértése több fokozaton keresztül zajlik, tudományos szintű értelmezése csak a részecskemodellel lehetséges. A cukor és a só oldódásával kapcsolatos gyermeki magyarázatok elemi szintjét jelentik a nem megmaradás típusú értelmezések: „a vízbe tett kockacukor eltűnik, semmivé válik”. Számos esetben megfigyelhető az anyag és a tulajdonság szétválasztása: „a cukor eltűnt, de az íze ott maradt” (Au, Sidle és Rollins, 1993). A fogalmi fejlődés magasabb szintjét jelenti a „vízzé válik, folya- dékká válik” típusú értelmezés, hiszen ebben már tükröződik az anyagmeg- maradás törvénye. Az oldódás szinonimájaként minden korosztály esetében gyakori az olvadás kifejezés használata, például „a forró víz megolvasztja a cukrot” (Ebenezer és Erickson, 1996).
Az oldódás gyermeki elképzelései egy háromlépcsős modellnek megfe- lelően fejlődnek (Piaget és Inhelder, 1974): (1) az anyag oldódáskor eltű- nik, ami elsősorban négy-hat évesekre jellemző; (2) az anyag oldódáskor folyadékká válik, ez az elképzelés a 10-11 évesekre jellemző; (3) az anyag oldódáskor apró részecskékre bomlik, és ezekből az anyag újra visszanyer- hető. Még a 12-13 évesek között is alig fordul elő ez az értelmezés.
Az égéssel kapcsolatos ismeretek ebben az életkori szakaszban a tapasztalatokhoz, megfigyelésekhez, az égés érzékelhető jeleinek azono- sításához kapcsolódnak (D11. feladat). A hétköznapokból ismert anya- gokról a tanulók el tudják dönteni, hogy azok éghetők-e vagy sem (D12.
feladat); megtanulják a tűzoltás szabályait és a segítségkérés módjait tűz esetén. Az anyagok változásának későbbi megértését elősegíti, ha már ebben a szakaszban megkezdjük a melegítés és az égés fogalmának elkü- lönítését példák segítségével.
D11. feladat
D12. feladat
4.1.1.3. Kölcsönhatások
Az 1−6. évfolyamon a kölcsönhatások közül a mechanikai, a termikus, az elektromos, a mágneses, a gravitációs és az elektromágneses kölcsönhatás jelenik meg konkrét jelenségek tárgyalásakor (pl. hőmérséklet-kiegyenlítő- dés; a Föld mágneses mezeje; gravitáció; fényvisszaverődés). A kölcsön- hatások tanulmányozása ebben az életkori szakaszban nagyon leegyszerű- sített, a test-test, illetve a test-mező kölcsönhatások tárgyalása lehetséges, és csak azok az esetek, amikor a két partner között egyetlen kölcsönhatást értelmezünk (D13. feladat). Példákon keresztül már az 1−2. évfolyamon rámutathatunk arra, hogy a testek és az anyagok tulajdonságai külső hatásra megváltoztathatók; a kölcsönhatásban a résztvevők megváltoznak (pl. ha az
D14. feladat D13. feladat
egyik test felmelegszik, a másik lehűl). A kölcsönhatások közül a legköny- nyebben észlelhető a testek mozgása és mozgásállapot-változása. A gye- rekek képesek annak felismerésére, hogy egy test helyzete megváltozhat, és konkrét esetekben azonosítani tudják a testek mozgásállapot-változását (D14. feladat).
4.1.1.4. Az energia
A klasszikus fizika szerint az energia a fizikai objektumok egyik skalár jellegű állapothatározója, amelynek összege − az energiamegmaradás törvényének értelmében − a világmindenség összes fizikai objektumát tekintve állandó. Az energia absztrakt fogalom, amelyet az 1−6. évfo- lyamon konkrét példákon keresztül alapozunk meg. Általános, számos kutatás által leírt jelenség, hogy amilyen módon a tudománytörténetben megjelent, úgy a gyerekek gondolkodásában is fellelhető az energiának, különösen a hőnek anyagként való kezelése. A gyerekek az energiáról úgy gondolkodnak, hogy az képes termelődni, átadódni, tárolódni, áram- lani, felhasználódni. Kisiskolás korban gyakori, hogy az energiát a gyere- kek az élő szervezetekhez kapcsolják, illetve keverik az erő fogalmával.
A differenciálatlan fogalmakra például az egyik test „erőt ad át a másik- nak”, a testnek „elfogy az ereje” kijelentések utalnak.
A tanítás során kezdetben a hétköznapi tapasztalatokra, az anyag- szerűnek elképzelt energia fogalmára alapozhatunk. Ebből az anyag- szerű elképzelésből lehet majd továbblépni és példákat mutatni az energiamegmaradásra, arra, hogy az energia felhasználása valójában átalakulást, az energia más formában való megnyilvánulását jelenti; az energiát nem termelik, előállítják, hanem átalakítják. Az 1−2. évfolya- mon az energiafajtákkal a hétköznapi életből vett példák révén ismerked- nek a tanulók: tüzelőanyagok megnevezése, olyan háztartási, közlekedési eszközök felsorolása, amelyek elektromos árammal működnek; az elekt- romos energia hatásának felismerése a környezetre (pl. a lámpa világít, melegít); a fény terjedésének ismerete; mozgási energiával kapcsolatos példák felsorolása (D15. feladat). Az élőlények életjelenségei kapcsán fontos annak felismerése, hogy a táplálék energiaforrás, a fény pedig kör- nyezeti tényező, életfeltétel.
D15. feladat
4.1.2. Élô rendszerek 4.1.2.1. Az élet kritériumai, az élôlények tulajdonságai
Az élőlényekkel foglalkozó tartalmi területen elengedhetetlen, hogy tisztáz- zuk, mi alapján különíthetjük el az élőlényeket az élettelen dolgoktól. Az élő- lényfogalom tartalmát kevés számú jegy alkotja: életjelenségeket mutat, sejtes szerkezetű, környezetétől elválaszthatatlan, azzal anyag- és energiakicserélő- désben áll, és a természetben életközösséget alkot. Terjedelmébe tartoznak a növények, az állatok, az emberek, a gombák és a mikroszkopikus élőlények.
Az élet és az élőlény a biológiatudomány legáltalánosabb, legkomplexebb fogalmai. Tartalmilag olyan összetett fogalmi struktúrával rendelkeznek, amelynek összetevői egymásra épülnek. Ezek az összetevők az absztrakció szintjének növekedésével párhuzamosan ragadhatók meg. A fogalmakat a tanítás során tudatosan alakítjuk ki, ami azt jelenti, hogy tisztában vagyunk azzal, mi a fogalom végső struktúrája, annak összetevői milyen előzetes tudásra épülnek, és elsajátításuk milyen kognitív fejlettségi szintet igényel.
Ezek ismeretében tudjuk tervezni a fogalmak egyes összetevőinek tanítását a különböző évfolyamokon (Korom, 2005; Nagy L.-né és Korom, 2011).
A világ megismerésének kezdeti szakaszában a gyermekek élőnek tekin- tenek minden olyan dolgot, ami mozog, figyelmen kívül hagyva, hogy magától vagy külső erők hatására teszi-e ezt. Számos vizsgálat alátámasztja, hogy a kisgyermekek élőlényekről alkotott fogalmába nem tartoznak bele a mechanikus mozgást nem végző tárgyak. Később megtapasztalják, hogy nem minden mechanikai mozgást végző dolog élőlény, és nem minden élőlényre
jellemző a mechanikai mozgás valamilyen formája (pl. futás, úszás, repülés, mászás) (Havas, 1980; Nagy L.-né, 1999a). A gondolkodás ebben a szakasz- ban erősen tapasztalathoz kötött, a fogalmi jegyek nagy része perceptuális, és gyakran csak az egyedek kisebb csoportjára érvényes.
Vizsgálataink azt mutatják, hogy a 2. évfolyam végére a gyerekek döntő többségénél biztonsággal működik az élőlényfogalom megkülönböztető, azonosító funkciója, néhány tanuló tekinti csak a mozgó dolgokat (pl. repü- lőgép, Nap) élőlénynek. Ugyanakkor a növényeket és a gombákat gyakran még nem sorolják az élőlények közé, mivel nem jellemző rájuk a helyváltoz- tató mozgás. Például sok tanuló nem tekinti élőlénynek a lombosmohákat, az erdei pajzsikát vagy a kalapos gombákat. A 4. évfolyam végén már csak néhány tanulónál jelentkezhetnek ezek a problémák. Az élőlényeket ábrázoló rajzok alapján az élőlények közös halmazának megnevezése azonban még a 6. évfolyam végén is nehézséget okozhat (Nagy L.-né,1999a, 1999b).
Az 1−2. évfolyamon a tanulók gyakran reálisnak tekintik a potenciális vagy fiktív (pl. a mesében létező) dolgokat. Ezek megkülönböztetése fontos feltétele a valós dolgokra vonatkoztatható élő és élettelen fogalom elsajátí- tásának (D16. feladat).
D16. feladat
Az élőlények és az élettelen dolgok közötti különbségek az 1−4. évfo- lyamon az életjelenségekben ragadhatók meg (Nagy L.-né, 1999a, 1999b).
Az 1−2. évfolyamon a tanulók csak néhány életjelenséget (táplálkozás, mozgás, növekedés, szaporodás, elpusztulás) figyelnek meg a növényeken és az állatokon, ezek meglétét vizsgálva döntik el, mi él és mi nem. Az élő- lényfogalom fejlettsége a 2. évfolyam végén az élő és az élettelen dolgok megkülönböztetésével vizsgálható (D17. feladat).
D17. feladat
4.1.2.2. A növények testfelépítése, rendszerezése, életmûködései, életfeltételei
A növények az élőlények külön csoportját képviselik, különböznek az állatoktól és a gombáktól. A kisiskolás gyermekek érdeklődését kevésbé váltják ki, mint az állatok. Mivel az 1−2. évfolyamon a gyerekek még nem képesek a részletek elvont értelmezésére, a növények fő típusai- val (fás- és lágyszárú növények) ismerkednek meg. A növények jellem- zése nem követi a szervezettani és rendszertani szempontsort, csupán az érzékelés útján leírható konkrét morfológiai jellegekre (méret, alak, szín, illat, felület) korlátozódik. A tanulók megfigyelések, példák alapján ismerik meg a növényi szerveket, a fás- és a lágyszárú növények közötti különbségeket – melyek a növények csoportosításának egyik szempont- ját képezik (D18. feladat). A termés és a virág tudományos fogalmának meghatározása nélkül, az előzetes tapasztalati tudásra építve jellemzik az egyes növényeket, nevezik meg a legismertebb virág- és terméstípu- sokat. A növények csoportosításában további szempontként jelenik meg
az élőhely (erdő, mező és vízpartok), majd az élőhelyen belüli további alkategóriák, például az erdő szintjei (lombkoronaszint, cserjeszint, avarszint).
D18. feladat
D19. feladat
Legördülő listában (minden esetben):
Válassz! Növények / Fák / Lágy szárúak / Cserjék / Fás szárúak
Már ebben az életkorban fontos hangsúlyozni a növények bioszférában betöltött szerepét. Példákon keresztül lehet szemléltetni, hogy mi történne a többi élőlénnyel a növények nélkül.
Az 1−2. évfolyamon a tanulók ismerik a növények és az állatok közötti főbb hasonlóságokat, különbségeket; fel tudnak sorolni néhány, közvetle- nül megfigyelhető növényi életjelenséget (növekedés, fejlődés, szaporodás, elpusztulás). Képesek évszakokhoz kötni a növények életében bekövetkező változásokat (pl. tavasz: rügyfakadás, lombfakadás, virágzás; ősz: termés kialakulása, érése, lombhullatás), de megfigyeléseik csak a külső, makro- szintű változásokra korlátozódnak (D19. feladat).
4.1.2.3. Az állatok testfelépítése, rendszerezése, életmûködései, életfeltételei
Az állati test felépítését a megfigyelhető morfológiai jellegek leírásától a szervezettani, evolúciós és rendszertani szempontból lényeges jegyek irá- nyába haladva ismerik meg. Az 1−2. évfolyamon a tanulók az állatokat megjelenésük és főbb testtájaik alapján azonosítják.
Az állatok rendszerezésére vonatkozó ismeretek a közvetlen környezet- től a távolabbi élőhelyek, az ismert állatoktól a kevésbé ismertek irányába bővülnek. Az 1−2. évfolyamon az élőhelyeken túl a nagyobb rendszertani csoportokba (emlősök, madarak, halak, rovarok) való besorolással csopor- tosítunk, a rendszertani kategóriák megnevezése nélkül, a besorolás alapját adó tulajdonságok megkeresésével (D20. feladat).
D20. feladat
Az állatok csoportosításának más, nem rendszertani szempontjával is megismerkednek a tanulók. Fontos szerepet kap a vadon élő és a háziálla- tok elkülönítése (D21. feladat). A védett állat fogalmát példákon keresztül értelmezik.
Az 1−2. évfolyamon példák segítségével képesek felismerni, hogy az egyes állatcsoportok életműködései másként valósulhatnak meg, és az állatok élet- működését, viselkedését a környezet és az évszakok változása befolyásolja.
D21. feladat
4.1.2.4. A gombák testfelépítése, rendszerezése
A gombák élővilágban elfoglalt helyének, evolúciós szerepének megér- tése széles körű előismereteket kíván. Ezeket alapozzuk meg az általános iskolában, ahol a gombákra vonatkozó ismeretrendszer elsősorban az érzé- kelhető tulajdonságokkal kapcsolatos, és a külső felépítésre korlátozódik, kiegészítve azt a gombák mindennapi életünkben betöltött szerepével.
Az 1−2. évfolyamon a kalapos gombák néhány, a mindennapokban is ismert fajával ismerkednek meg a gyerekek. Megtanulják, hogy vannak közöttük ehetők és mérgezők.
4.1.2.5. Az ember testfelépítése, életmûködései, egészsége
gának legfejlettebb tagja, minden más élőlénytől megkülönbözteti a nyelv (beszéd) és a gondolkodás. Mint a többi élőlény, az ember is életjelensége- ket mutat, melyek megvalósulása az ember esetében is különböző szerke- zeti elemekhez kötött. Az emberi szervezet eltérő feladatokra specializáló- dott szervekből, szervrendszerekből áll, melyek szoros kapcsolatban állnak egymással (Adorjánné, Makádi, Nagy L.-né, Radnóti és Wagner, 2014).
A témakörön belül a tanulók megismerkednek az emberi test fő része- ivel, azok funkcióival; az ember életműködéseivel és azok összefüggései- vel; az ember számára nélkülözhetetlen környezeti feltételekkel; a környe- zet változásainak az ember életére, illetve az emberi tevékenységek környe- zetre gyakorolt hatásaival.
Az 1−2. évfolyamon a tanulók már ismerik az emberi test testtájait, azok részeit, a fontosabb külső és belső szervek nevét, helyét és funkcióját az emberi testben (D22. feladat). Képesek megnevezni a páros és a páratlan érzékszerveket, azok szerepét, leírás alapján ráismernek azokra. Megértik, hogy a bőr nemcsak érzékszerv, fontos szerepe van a szervezet védelmében is (Nagy L.-né, 1999b). Felismerik az emberi test mérhető tulajdonságait, azok változását (D23. feladat).
Az életműködések közül részletesebben tárgyalják a táplálkozást, a mozgást, a születést, a növekedést, a fejlődést és az érzékelést. Nemcsak azt vizsgálják, hogy mit mivel érzékelünk, hanem azt is, hogyan segíthe- tik az érzékszervek egymást. Megismerik az emberi test alapvető ritmusait (pl. szívdobogás, légzés, táplálékfelvétel, ébrenlét-alvás), és elkülönítik a
Legördülő listában (minden esetben): Válassz! csontrendszer / szív / bőr / gyomor / tüdő
D22. feladat
természetben előforduló más ritmusoktól. Észreveszik, hogy az emberek magukhoz hasonló utódokat hoznak létre, és az utódok nemcsak szüleikhez hasonlítanak, hanem egymáshoz is. Annak felismerésére is képesek, hogy az emberi szervezet tulajdonságait az öröklődés és a környezet befolyásolja (Nagy L.-né, 1999b).
D23. feladat
Az ember egészsége témakör tanításának célja az 1−6. évfolyamon, hogy kialakítsa a tanulókban az egészség és a betegség fogalmának helyes értelmezését. Megismertesse néhány, a tanulók által is ismert betegség okát, tüneteit és megelőzésük, kezelésük módját; felhívja a figyelmet a korszerű táplálkozás és a fizikai aktivitás/mozgás jelentőségére az egész- ség megőrzésében. Tudatosítsa a növekedés, fejlődés és a szexuális egész- ség jellemzőit, a baleset-megelőzés és a személyes biztonság szabályait;
a káros szenvedélyek (dohányzás, alkohol- és drogfogyasztás) emberi szervezetre gyakorolt hatásait. Tisztázza a mentális, emocionális és szo- ciális egészség fogalmát, megismertesse összetevőiket, összefüggéseiket és megőrzésük módjait; értelmezze a személyes és a közösségi egészség fogalmának jelentését; bemutasson egészségmegőrzési stratégiákat (Nagy L.-né és Barabás, 2011).
egészséges táplálkozás jelentőségét. Tudják csoportosítani a táplálékokat (D25. feladat), összekapcsolják azokat az egészséges táplálkozásban betöl- tött szerepükkel. Ismerik a leggyakoribb balesetek megelőzésének, vala- mint a segítségkérésnek a módjait; tudnak példát mondani az emberi szer- vezet szempontjából hasznos és káros anyagokra; felismerik a környezet és az ember egészsége közötti összefüggéseket.
D24. feladat
D25. feladat
4.1.2.6. Életközösségek
Az élőhelyek és az életközösségek fogalmának megértése feltételezi az élő- lények és azok egymásrautaltságának, kölcsönhatásainak ismeretét. Fon- tos annak megértése, hogy az élőlények az élettelen környezeti tényezők- kel és egymással is szoros kapcsolatban állnak. Az 1−2. évfolyamon a tanu- lók számukra ismerős életközösségekkel (pl. erdő), azok jellemző élőlénye- ivel és életfeltételeivel ismerkednek meg. Felismerik, hogy az egyes élőlé- nyek egy adott élőhelyen (erdő, mező, park, kert) életközösségben élnek.
Az iskolaszakasz végén elvárható, hogy képesek legyenek megnevezni/fel- ismerni a tanult élőlények élőhelyét (D26. feladat).
D26. feladat
4.1.2.7. Környezet- és természetvédelem
A környezeti nevelés nem önálló, elkülönült feladata a környezet- és ter- mészetismeret tanításának, hanem e tantárgyak szerves részeként jelenik meg, interdiszciplináris tartalommal és tevékenységrendszerrel bír. Az 1−2.
évfolyamon kezdődik a környezettudatos magatartás és környezeti attitűd elemeinek fejlesztése (pl. a természet változatosságának és értékeinek bemutatása, megóvása).
A környezeti nevelés vagy fenntarthatóságra nevelés olyan élethosszig tartó feladat, amely intézményi keretek között már óvodáskorban elkez-
Legördülő listában (minden esetben): Válassz! Erdőben. / Mezőn. / Vízben, vízparton.
válik a tanulók integrált szemléletének tanulmányozása, a környezettel és a természettel kapcsolatos tudásuk gyarapodásának, környezeti műveltségük, magatartásuk változásainak követése (D27. feladat).
D27. feladat
4.1.3. Föld és a világegyetem 4.1.3.1. Tájékozódás a térben
A térben való tájékozódás témakör a térbeli intelligencia fejlesztésére irá- nyul. Az emberi intelligencia modelljeiben a térbeli (téri, vizuális) intelli- gencia mint átfogó intelligencia-részterület vagy mint kognitív képesség jelenik meg. A térbeli intelligencia iskolai fejlesztésének logikája a közeli- től a távoli felé vezet az egyes életkori szakaszokban. A személyes térben és a közvetlen környezetben szerzett tapasztalatokból indul ki (1−2. évfo- lyam), és a lakóhelyen keresztül (3−4. évfolyam) jut el hazánk és a Kárpát- medence (5−6. évfolyam) különböző szempontú térszerveződési elemeinek (táj, település, kistérség, megye, régió, ország) értelmezéséig. Kezdetben a valóság megismerésén, az abban való eligazodáson, majd annak egyszerű ábrázolásán van a hangsúly, később erre épülnek a térképen (és a földgöm- bön) való tájékozódás különböző tevékenységei.
A nemzetközi pszichológiai (Piaget alapján Hart és Moore, 1973) és földrajz szakmódszertani kutatások (Haubrich, 2006) igazolják, hogy a
(A feladat a Mozaik Kiadó Kft. ábráinak felhasználásával készült.)
6–8 éves gyerekek térbeli tájékozódása csak egyes, egymástól elkülönült helyekre (különösen az ismert, közeli helyekre, a mindennapi környezetre, azok részleteire) korlátozódik, térfogalmuk topologikus. Tárgyterüket a formák vagy tárgyak belső tulajdonságai, elemi téri viszonylatai uralják (elemek közötti közelség az észlelési mezőben, a részeknek az egésztől és a többi résztől való elkülönültsége, elkülönült elemek közötti szomszé- dosság, egy adott elemnek két másiktól való elhatárolása vagy befogása, nyitott és zárt alakzatok különbsége, folyamatosság). Ha a tárgyak térbeli iránya változik, akkor a gyerekek nehezen tudják megtartani a szögeket, az egyenes vonalakat, a távolságot. Számukra nincs egységes tér, csak kaleidoszkópszerűen változó, saját testükre összpontosuló, heterogén terek együttese (Piaget és Inhelder, 1966), amelyek csak később rendeződnek össze. Képesek különböző gondolati műveleteket végezni az ismert térrel, de azok mindig a cselekvéseikhez kapcsolódnak (pl. a bejárt útvonalhoz tartozó tér felidézése). Azonban még nem képesek felfogni az egyes helyek és térelemek térbeli viszonyait, egymással való kapcsolatát. Ezért a tevé- kenységek az 1−2. évfolyamon a közvetlen megfigyeléseken alapulnak, és a téri képzetek egyszerű leképezését (pl. megfogalmazás, kérdésfeltevés, tájrajz- és tájképvázlat-készítés) kívánják, amelyben a térbeli viszonyok verbális kifejezéséhez szükséges szókincs alkalmazása (pl. jobb-bal, lent- fent) (Makádi, 2010a; 2010b) is fontos szerephez jut.
A térben való tájékozódás alaplogikája az alapképzés szakaszában a közelitől a távoli, az ismerttől az ismeretlen felé való haladás az egymást követő életkori szakaszokban. A térelemek helyzetének, elhelyezkedésé- nek megfogalmazása a szubjektív viszonyításokból indul ki, és az objektív felé halad előbb a valóságban (az égtájak felismerésével), majd a térképen (égtájak alapján, térképi hálózati rendszerekben). Ebből következően a tanu- lók tudásának mérése az 1–2. évfolyamon elsősorban a megfigyelések pon- tosságára, konkrétságára és annak megfogalmazási szintjére vonatkozik.
A valós térben való eligazodás az iskola falai között azzal fejleszthető, ha a tanulók utasítások alapján (pl. Menj előre az ablakig, ott fordulj jobbra...!) bejárják az ismert teret (pl. a tantermet, a folyosót, az épületrészt, az isko- laudvart), fokozatosan növelve a területet. Ennek során fel kell ismerniük a téri objektumokat (pl. asztal, lépcső, sövény), alkalmazniuk kell az irányo-
D28. feladat
A tér kisebb-nagyobb részletének rögzítése az 1–2. évfolyamon kettős feladatot jelent: részben a valóságban szerzett tapasztalatok grafikus vagy verbális leképezését (D29. feladat), részben pedig a szóbeli információk alapján szerzett térbeli képzetek rögzítését kívánja a tanulóktól (D30. fel- adat). A gyerekek szabadon készült ábrázolásai ekkor tájrajzszerűek (per- sze perspektíva nélkül), de az adott térnek általában csak egy-egy részletét
Legördülő listában (minden esetben): Válassz! Móni / Viki / Réka / Laci / Luca
D29. feladat
(olykor csak egy-egy pontját) ragadják meg (Downs, 1990). Tapasztalatok szerint a fiúk hamarabb tágítják a teret a rajzaikon, mint a lányok, vagyis egyre nagyobb tájrészletet ábrázolnak. Azok a gyerekek, akiknek kevés gyakorlati tapasztalatuk van az adott térrel kapcsolatban (pl. nem az iskola körzetében laknak, autóval hozzák-viszik őket az iskolába), nehezebben értelmezik a térelemek környezeti viszonyait.
D30. feladat
D31. feladat
A fejlesztés során a tanulók valós és aktuális tapasztalataik alapján tér- rajzot (látrajzot) készítenek, valamint fordítva: különféle ábrázolások alap- ján szereznek arról információt. A D31. feladat az ábrázolás értelmezési szintjét méri az 1–2. évfolyamon a felkínált válaszok igazságtartalmának keresésével. Ebben az életkori szakaszban a fejletlen íráskészség és a szak- kifejezések nehézkes használata miatt a szókészletből való válogatást vagy a szókészlet csoportosítását célszerű kérni. A későbbi időszakokban alkal- mazott feladatok inkább a tanulói megfogalmazásokat kívánják. A verbális információk elsősorban a szubjektív viszonyításokon alapulnak.
A térszerveződés elemei és hierarchiája téma megértésének feltétele, hogy a tanulók tisztában legyenek a tér méreteivel. Nem a tényleges mére- tekkel, hanem a nagyságrendekkel, illetve a térelemek (pl. objektumok, álló- és folyóvizek, tájak, országok) egymáshoz és ismert térelemekhez viszonyított méretével. Ez részben becsléssel, részben mérést követő össze- hasonlításokkal érhető el (pl. Melyik nagyobb? Hányszor férne el az egyik a másikban?). A diagnosztikus mérés is erre helyezi a hangsúlyt, a feladatok a becslés –› mérés –› számítás –› elvonatkoztatás fejlődési sorra épülnek, így az 1–2. évfolyamon főként a szűkebb, az ismert környezet méreteinek becslését kívánják (D32. feladat).
D32. feladat
A térben való tájékozódás részeként alapvető a környezeti jelenségek, folyamatok térbeli rendjének felismerése. Azt a tényt, hogy a környezeti jelenségek, folyamatok térben játszódnak le, a tanulók már kisgyermek- korban is tapasztalják, okait azonban csak később fedezik fel, legkésőbb
a következményeit látják be. 1–2. évfolyamon még csak a jelenségeket, folyamatokat kell a jellemző térelemekhez kötni (D33. feladat), mert csak ezek sikere után várható, hogy térbeli sorokat is tudjanak képezni belőlük.
A térbeli sorbarendezés műveletére irányuló mérések ebben az életkori sza- kaszban a közvetlen környezetben lévő tárgyak, a mindennapi életben is megtapasztalható jelenségek sorrendiségének felismerésére és megnevezé-
D34. feladat D33. feladat
sére irányulnak (pl. gondolatban végig kell sétálni egy képen ábrázolt tájon megadott irányba, és felsorolni azokat az építményeket/élőlényeket, ame- lyek mellett elhaladunk). Viszont a földrajzi tér nemcsak vízszintes, hanem függőleges kiterjedésű is, amely irányban szintén téri logika és törvény- szerűségek érvényesülnek, így térbeli sorok állíthatók fel. Ekkor még csak a sorrendfelismerést mérjük (D34. feladat), de gyakorláskor már ekkor is megfogalmaztatható a tanulókkal, hogy miért éppen ott, abban a magasság- ban jellemzőek az adott jelenségek.
4.1.3.2. Tájékozódás az idôben
Ebben a témakörben arról tanulnak a gyerekek, hogy a földrajzi-környezeti jelenségek, folyamatok időben játszódnak le, méghozzá nagyon különböző időléptékekben. A napi és az évi időt, ezek múlását könnyen érzékelik, hiszen számos környezeti jelenségben közvetlenül tapasztalják, és életük mozzanatai szorosan összefüggnek velük. A társadalmi-gazdasági folyama- tok, a történelmi események, a környezet változásai azonban hosszú évtize- dek, évszázadok alatt zajlanak. A történelmi idő érzékelése és az abban való eligazodás nehezebb számukra. El kell képzelniük a nagyságrendi különb- ségeket az általuk ismert idő és a történelmi események időpontja, időtar- tama között, és tudniuk kell ábrázolni az időpontokat, időtartamokat órako- rongon vagy időszalagon. A Föld, a kőzetek, a szerkezeti és a felszínformák keletkezési és formálódási idejének megértéséhez földtörténeti időképzetre van szükség. Ennek kialakulását analógiák, becslések és számítások segí- tik. Az időészlelés történetében kulturális és antropológiai szempontból a középkortól kezdődően az évszakok és a hónapok múlása, majd az ipari társadalmak korától – amikortól az idő pénzben kifejezhető értékké vált – a napok és a napon belüli időtartamok kaptak főszerepet. A térbeli tájé- kozódáshoz hasonlóan az időbeli tájékozódás is a tapasztalatokhoz kötött, szakaszolásokhoz kapcsolódó méréseken alapul.
A napi és évi időben való tájékozódási képesség fejlesztése az 1−2. évfo- lyamon folyamatos. A gyerekek meg tudják nevezni a napszakokat a legmeg- határozóbb tapasztalati jellemzőik alapján (pl. ha világos van, akkor nappal, ha sötét, akkor éjszaka van). Az időfogalom a tudatukban a napi cselekvéseikhez kapcsolt: amikor felkelek, akkor van reggel, és amikor lefekszem, akkor van este. Az elsajátított tudást elsősorban események időpontjának, időtartamá- nak megadásával vizsgálhatjuk (pl. Mikor vannak az ünnepek? Mikor történt?
Mennyi ideig tartott?). A környezeti jelenségek, folyamatok időbeli rendjének
témája a három életkori szakaszban egyre bővül, differenciálódik az időrendi sorok összeállításával kapcsolatos tudás. Az 1–2. évfolyamon a közvetlen kör- nyezetben tapasztalható, elsősorban a napszakokhoz kötődő mindennapi tör- ténések (társadalmi jelenségek) időrendjét kell megállapítaniuk a tanulóknak (D35. feladat). A napi időben való tájékozódás folyamatosan kiegészül az évi időben való tájékozódással, így a tanuló képes időrendi sorokat összeállítani, az évszakokhoz kötni az egyes hónapokat (D36. feladat).
D35. feladat
D36. feladat
4.1.3.3. A földfelszín
A földfelszín témakör követelményei a természetes érdeklődésre alapozott tapasztalati tudásra vonatkoznak. A természettudományos műveltség kiala- kulásához a tanulóknak ismerniük kell a földfelszínt alkotó anyagok tulaj- donságait, valamint a természeti környezetben érvényesülő jelenségeket, változásokat, törvényszerűségeket, amelyek kialakították és formálják nap- jainkban is életünk színterét. Ugyanakkor ismeretekkel kell rendelkezniük az embert, a társadalmat körülvevő, annak életfeltételeit biztosító környezet kölcsönhatásairól, hogy a fenntartható fejlődés és az elvárható biztonság igényeinek megfelelően formálódjon a gondolkodásuk, természethez való viszonyuk, kialakuljon a környezettudatos, a természeti környezet értékeit óvó magatartásuk. A földfelszín és jelenségeinek, kapcsolatrendszereinek megismerésében alapvető jelentőségű a különböző távolságléptékekhez tartozó vizsgálati módszerek alkalmazása: laboratóriumi (homok- és terep- asztali) vizsgálatok, terepi megfigyelések a tanulmányi sétákon és kirándu- lásokon, valamint modellezés, szimuláció az információs-kommunikációs technológiák segítségével (Makádi, 2002).
Az 1−2. évfolyamon a tanulóknak ismerniük kell a felszínalkotó anya- gok (pl. kőzet, talaj) alapvető tulajdonságait, és fel kell ismerniük az egy- szerű (tehát nem tengerszint feletti magassághoz viszonyított) felszínfor- mákat (sík terület, domb, hegy) a valóságban, képen vagy szöveg alapján.
Lakóhelyi példákon rá kell ismerniük a szél, folyóvíz, csapadék felszínfor- máló hatásaira (építés és pusztítás) a valóságban, illetve modellezniük kell terepasztalon ezek működését és felszíni következményeit (D37. feladat).
D37. feladat
4.1.3.4. A vízburok és jelenségei
A kisgyerekek bőséges hétköznapi tapasztalattal rendelkeznek a hidro- szféra részrendszereiről és azok kölcsönhatásairól. A vízcsapból folyó ivó- víz, az ereszről csöpögő esővíz, a gödörben megcsillanó talajvíz, a várost kettészelő folyó értékes tapasztalati bázist jelent a vízburok jelenségvilágá- nak tanulmányozásához. A tanulóktól elvárható tudás több szinten adható meg. Tartalmát tekintve a hidroszféra részrendszereinek ismeretéhez, a víz körforgásának működési törvényszerűségeihez és jelenségeihez, a víz fel- színformálásban betöltött szerepéhez kapcsolódik, és feltételezi a környe- zettudatos életmódot megalapozó, a fenntartható fejlődést lehetővé tevő vízgazdálkodás rendszerszemléletű értelmezését.
Az 1−2. évfolyamon a tanulók megismerik a víz tulajdonságait (színe, szaga, halmazállapota), köznapi példákban felismerik és megnevezik a vizek mozgásait (pl. folyás, áramlás, hullámzás, örvénylés). Csoportosít- ják a vizek típusait (D38. feladat), összehasonlítják a folyóvizeket, elkülö- nítik a szárazföldeket és a tengereket, példákat tudnak felsorolni a víz fel- színformáló hatásaira.
D38. feladat
4.1.3.5. A légkör és jelenségei
mindennapi életükben. Az ókori világképben a meteorológia kifejezés nemcsak a felszín közelében, hanem a légköri „magasságokban” feltéte- lezett további dinamikus mozgások tanulmányozását is magába foglalta.
A mai kor gyermekei bőséges tapasztalattal rendelkeznek – a vízburok és jelenségeihez hasonlóan – a légkör részrendszereinek tulajdonságairól és állapotváltozásairól. A tanulók számára legkönnyebben megfigyelhető természeti jelenségek a mindennapi életben az időjáráshoz kapcsolódnak.
Alapvető cél, hogy a spontán megfigyeléseket is bekapcsoljuk a tanulók ismeretrendszerébe, illetve a tudáselemeket képesek legyenek alkalmazni életük során. A levegőburok jelenségei, folyamatai térben és időben zajla- nak, így a rájuk vonatkozó tudáselemek térbeli és időbeli megközelítéseket, fejlett gondolkodási képességeket kívánnak.
Az 1−2. évfolyamon az időjárás elemeire és jelenségeire vonatkozik a tanulóktól elvárható tudás. Például tapasztalataik alapján sorolják fel a levegő tulajdonságait a közvetlen lakókörnyezetben és nagyobb földrajzi egységekben; észleljék, megfigyeljék, megnevezzék az időjárási jelensé- geket (pl. napsütés, csapadékhullás, felhő- és ködképződés, szél); az idő- járási jellemzők alapján következtessenek az évszakokra, érzékeljék az időjárás változását. Az életkori szakasz végén elvárható, hogy a gyerekek kommunikálják megfigyelési tapasztalataikat: saját szavaikkal megfogal- mazzák (D39. feladat), lerajzolják az aktuális időjárást és a szél felszíni hatásait.
D39. feladat
4.1.3.6. A lakóhely és Magyarország ismerete
A tájak természet- és társadalom-földrajzi jellemzőinek, azok kapcsolat- rendszereinek felismerése tájékoztat arról, hogy a tanulók értik az ember és környezetének viszonyát, valamint kialakult bennük a nemzeti és regionális identitástudat, amely alapja lehet más népek megértésének, elfogadásának is. Az identitástudat kialakulásában szerepe van annak is, hogy a tanulók tudják, hol fekszik, miként helyezkedik el hazánk a környezetében, Euró- pában és a világban. Ehhez biztos topográfiai ismeretekkel is rendelkezniük kell. A földrajzi ismeretek azonban elválaszthatatlanok a kulturális-törté- nelmi hagyományok ismeretétől; elengedhetetlen, hogy a tanulók ismerjék népünk kulturális örökségének jellemző sajátosságait, nemzeti kultúránk nagy múltú értékeit.
A Magyarország földrajzával kapcsolatos tudás vizsgálata során mind- azok a feladattípusok és mérési módszerek előfordulnak, amelyeket az álta- lános földrajzi témákkal kapcsolatban kifejtettünk. Az életkori szakaszok- ban leírt tudás azt a regionális elvet követi, hogy az ismerttől az ismeretlen felé, azaz a közvetlen lakóhelytől (1–2. évfolyam) a településünkön át (3–4.
évfolyam) hazánkig és a Kárpát-medencéig (5–6. évfolyam) terjed. A lakó- helyen közvetlenül megfigyelhető jelenségek, folyamatok és összefüggések minden szakaszban fontosak, ezekkel kapcsolatban várható el leginkább a tudás alkalmazása. Tartalmi szempontból lényeges, hogy a természetföld- rajzi elemek mellé társadalmi elemek is kapcsolódnak, amelyek a társa- dalmi tudás kialakításához szükségesek.
A három életkori szakaszban eltérő szinten várható el a tájjellemzés. Az 1−2. évfolyamon a tapasztalatokhoz kapcsolódóan, a lakóhely tulajdonsá- gaira vonatkozik (pl. Milyen a település környékének felszíne? Van-e patak vagy folyó? Van-e tó? Milyen sűrű a településen a növényzet?), a jellem- zők felismerését és kommunikálását (megnevezését, lerajzolását) kívánja.
4.1.3.7. Bolygónk a világegyetemben
A gyermekek hamarabb szereznek tapasztalatokat más égitestek formájáról, mint a Földről, ezért a tanítás során hasznos az emberiség kultúrtörténeti fázisainak bejárása: a kozmikus világkép fejlődésének és benne a Föld mint égitest helyzetének, értelmezésének végigkísérése. Kognitív pszichológiai
zeléseit tükrözi. A gyermeki (sőt, a felnőtt) gondolkodás számára nehéz feladat a világról az érzékszervek útján szerzett tapasztalatokat az iskolá- ban elvárt tudományos modellekhez illeszteni. Az alsó tagozatos tanulók fejében lévő Föld-képzet tartalmaz ugyan ismeret jellegű tudáselemeket bolygónk alakjáról, ám ha ehhez hozzáillesztik köznapi tapasztalataikat, gyakran duális Föld-modell jön létre, amely csillagászati léptékben gömb alakot, a hétköznapi tapasztalatokhoz illeszkedve pedig sík alakzatot tartal- maz (Korom, 2005). A megértés összhangot feltételez a verbális ismeretek és a mentális reprezentációk között. A megfelelően megválasztott vizuális szemléltetés, a csillagászati kutatások történetének, módszereinek bemuta- tása elősegíti a Földről alkotott mentális kép alakulását.
A diagnosztikus értékelés során a ma elfogadott tudományos világkép- nek az adott korosztály számára megérthető szeletét vizsgáljuk. Az 1–2.
évfolyamon kérhetjük a tanulóktól a bolygónkról mint naprendszeri égi- testről való elképzelésük lerajzolását, a Föld alakjáról, illetve a világegye- temről való elképzelések megfogalmazását, valamint méretek becslését a Földhöz viszonyítva.
4.1.3.8. A természeti környezet és a társadalom kapcsolata
A tanulók is rendelkeznek tapasztalatokkal arról, hogy a természeti ténye- zők számos esetben kihívást jelentenek az embereknek, azonban a külön- böző természeti körülmények (pl. időjárási szélsőségek, árvíz, vulkánkitö- rés) közepette is képesek biztosítani az emberiség megélhetését, biztonságát és fejlődését. Az iskolában már alsó tagozatos kortól központi jelentőségű a természeti környezettel kölcsönhatásban élő ember tevékenységeivel és azok következményeivel kapcsolatos tudásanyag. A természeti környezet és a társadalom kapcsolatának megértése ok-okozati összefüggések felis- merését igényli, valamint sokféle, olykor egymásnak ellentmondó térbeli kölcsönhatásokkal kapcsolatos tényt fogalmaz meg.
Az 1–2. évfolyamon a tanulók egyszerű gazdasági tevékenységek- kel, foglalkozásokkal, közlekedési eszközökkel ismerkednek meg, képe- sek azok felismerésére, megnevezésére; közlekedési módok és útvonalak összehasonlítására (pl. Mennyi idő alatt és milyen közlekedési eszközzel lehet otthonról az iskolába jutni?).
4.1.3.9. Környezetállapot
A földrajzi ismeretek maguk is komplex rendszert alkotnak. A mai földtu- dományok azonban más természet- és társadalomtudomány-területek ered- ményeit is integrálva keresnek választ a földrajzi környezet leírásával és fenntartható fejlődésével, fejlesztésével kapcsolatos kérdésekre. A komp- lex környezettudományi szemlélet kialakításában a földrajz mint elsődleges tértudomány kap szerepet. A természetvédelem kérdéseiben ugyanakkor a biológiai, fizikai és kémiai ismeretanyag integrálása, a környezetvédelem- mel kapcsolatban pedig a társadalomtudományok ismeretanyagának és szemléletének tértudományi szempontú rendszerezése szükséges.
A környezetállapot témakör a környezettel kapcsolatos természeti és társadalmi értékeket, problémákat és a problémák mérséklése, megoldása érdekében tett társadalmi összefogás lehetőségeit, a bonyolult ok-okozati összefüggéseket, valamint a személyes cselekvési lehetőségeket mutatja be.
E komplex téma elemei már az 1−2. évfolyamon is megjelennek. A tanu- lók képesek felismerni a természetes, mesterséges és épített környezetet képeken; ismerik az egészséges lakóhelyi környezet jellemzőit; a környe- zetkímélő életmódot. Képesek felismerni a környezetkárosodást lakóhe- lyi példákban, és megkülönböztetni a környezetszennyező és környezet- kímélő közlekedési módokat, a környezetben lebomló és nem lebomló hulladékfajtákat.
4.2. A szaktudományi tudás mérése a 3−4. évfolyamon
4.2.1. Élettelen rendszerek
4.2.1.1. A testek és az anyagok tulajdonságai, a tulajdonságok vizsgálata Ebben az életkori szakaszban az anyagokkal kapcsolatos tudás fontos részét képezi a testek és az anyagok alapvető tulajdonságainak elkülönítése (D40. feladat), az anyagi tulajdonságok csoportosítása, különböző halmaz- állapotú anyagok megnevezése, az egyes halmazállapotok jellemzése, a földfelszín anyagainak csoportosítása, az élő és az élettelen természet szo-
D40. feladat
D41. feladat
Az anyagokkal, az anyagok tulajdonságaival való ismerkedés első- sorban a szilárd anyagok és egy tipikus folyadék, a víz révén történik, de célszerű minél hamarabb kiterjeszteni az anyag fogalmát a levegőre és a többi gázra is. Ahhoz, hogy a tanulók a levegőt anyagnak tekintsék, az anyagszerkezeti ismeretek megalapozása szükséges, amihez figyelembe kell venni, hogy a gyerekek tapasztalataik alapján folytonosnak képzelik az anyagot. A folytonos anyagkép feladása és a részecskemodell elfogadása éveken át tartó folyamat, ami az ismeretek jelentős átrendeződését, fogalmi váltást igényel. Ugyanis a gyerekek a gázok fogalmát leszűkítik a hétköz-
napokból ismert gázokra (pl. a fűtésre használt gáz, kipufogógáz); a levegőt a „semmivel” asszociálják, nem tekintik anyagnak, gáznak. Ebből adódik, hogy nem tartják elképzelhetőnek, hogy a levegőnek tömege, nyomása van, melegíthető stb. Ugyanakkor a levegőhöz számos tapasztalatuk kötődik, összekapcsolják a széllel, a légzéssel, tudják, az élőlények elpusztulnának nélküle (Korom, 2005). A levegőre, gázokra vonatkozó tapasztalati tudást felhasználva végezhetők olyan megfigyelések, kísérletek, amelyek segí- tik elfogadni a levegőt anyagként, jelzik a levegő néhány tulajdonságát (pl. képes kitágulni, melegíthető, van tömege, nyomása).
A gázok tulajdonságainak ismerete az anyagok halmazállapotá-
nak megkülönböztetéséhez is elengedhetetlen. A halmazállapotokkal való
ismerkedés során alapozhatunk a víz három halmazállapotának ismeretére, de célszerű más anyagok esetében is utalni a különböző halmazállapotokra (pl. megolvaszthatók a fémek, cseppfolyósíthatók a gázok). Példák révén feloldhatjuk azt a gyakori általánosítást is, hogy minden gáz levegő, vala- mint minden folyadék víz.
A gáz, a folyékony és a szilárd halmazállapot jellemzéséhez számos fogalom (pl. térfogat, alak, részecske, mozgás, erő) differenciálódása, elemi szintű értelmezése szükséges, ezért a halmazállapotok különböző szintű jellemzése tapasztalható az egyes életkori szakaszokban. A 3−4. évfolya- mon követelményként fogalmazható meg az egyes anyagok különböző hal- mazállapotokba való besorolása (D42. feladat), illetve a halmazállapotok egyszerűbb jellemzése (pl. a szilárd anyagok alakja és térfogata állandó, a folyadékoknak csak a térfogata).
D42. feladat
A mérhető fizikai tulajdonságok vizsgálata során a hosszúság, a tömeg, a hőmérséklet, valamint a térfogat (kezdetben folyadékoknál, majd kiszo- rításos módszerrel szilárd testeknél) mérésére, egyszerűbb mérőeszkö- zök megismerésére, használatára kerül sor. Megismerkednek a tanulók a
mérés fogalmával (méréskor a mérendő mennyiséget összehasonlítjuk a D43. feladat
D44. feladat
mértékegységgel); a becslés és a mérés kapcsolatával; megkülönböztetik a mennyiség, a mértékegység, a mérőszám fogalmát; felismernek mér- tékegységek közötti összefüggéseket (D43. feladat); elsajátítják egyszerű mérőeszközök használatát, a skálaleolvasást, mérősorozatok alkalmazását a tömegmérésnél (D44. feladat).
Ebben az életkori szakaszban előkészíthető a sűrűségfogalom későbbi bevezetése olyan hétköznapi jelenségekkel, amelyek az anyagok közötti sűrűségkülönbségen alapulnak, például az olaj vagy a jégtábla úszik a víz felszínén (D45. feladat).
D45. feladat
4.2.1.2. Az anyagok változásai: halmazállapot-változás, keverés, oldódás, égés
Ebben az életkori szakaszban a hétköznapokban tapasztalható halmazál- lapot-változások megnevezése mellett (D46. feladat) a változásokat elő- idéző ok felismerését (pl. olvadáskor, párolgáskor, forráskor melegíteni kell az anyagot, fagyáskor és lecsapódáskor hűteni) is kérhetjük. A hal- mazállapot-változások közül a lecsapódás megnevezése (Korom, 2013) és a párolgás értelmezése a legnehezebb (Russel, Harlen és Watt, 1989).
A párolgás fogalmi fejlődésének főbb állomásait Bar és Galili (1994) 5–14 évesekkel készített interjúk alapján a következő módon adták meg:
hatatlanná válik és egy másik helyre áttevődik. Ez a 11 évesekre jellemző.
(4) A víz párává alakul és láthatatlan vízcseppek formájában szétszóródik a levegőben, esetleg levegővé alakul.
Gyakran tapasztalható, hogy a tanulók a fázisátalakulások során nem tekintik állandónak az anyagot (pl. a folyékony víz és a jég különböző anyag; a vízgőz valójában levegő); nem veszik figyelembe az anyagmeg- maradást (pl. ha elolvad a jég, csökken a tömege). Úgy gondolják, hogy a halmazállapot-változások csak a leggyakrabban említett példára, a vízre vonatkoznak. Ezért a víz halmazállapot-változásainak tárgyalása mellett fontos annak tárgyalása is, hogy megfelelő körülmények között majdnem minden anyag létezhet mindhárom halmazállapotban.
D46. feladat
A keverék fogalmának kialakulását, az alkotóelemek megkülönbözte- tését, jellemzését, a különböző keverékek szétválasztására alkalmas mód- szerek felismerését (D47. feladat) ebben az életkori szakaszban is a kör- nyezetben, háztartásban megtalálható makroszintű keverékek (pl. homok és kavics, homokos víz, müzli gyümölcsdarabokkal) vizsgálatával mérhetjük.
Legördülő listában (a feladatban levő sorrendben):
Válassz! jég / víz / gőz / szén-dioxid Válassz! szilárd / folyékony / légnemű Válassz! szilárd / folyékony / légnemű Válassz! fagyás /lecsapódás / olvadás
D47. feladat
A D48. feladat a keverékek tulajdonságainak felismerését értékeli mak- roszintű keverék esetében, amit az 5−6. évfolyamon ki lehet terjeszteni szubmikroszintű vagy részecskeszintű keverékekre is (pl. a cukorból, cit- romléből és vízből készített limonádéban az egyes összetevők megmaradó és megváltozott tulajdonságainak felsorolása).
D48. feladat
Legördülő listában (minden esetben):
Válassz! / szűréssel / ülepítéssel / bepárlással / szétválogatással
„szétrombolódik, széttörik, megolvad”. Ezek az elképzelések még mindig a folytonos anyagképpel hozhatók összefüggésbe. A „megolvad” kifejezés használata – elsősorban a mindennapi nyelvhasználat hatására – megma- radhat azután is, amikor a tanuló már részecskeszinten tudja értelmezni az oldódást. Az oldódás és az olvadás fogalmak megkülönböztetésére alkalmas a cukor vízben való oldódásának, illetve a cukor megolvasztásának példája, amelyen keresztül érzékeltethető, hogy az oldódás két anyag kölcsönhatása- ként jön létre, az olvadás viszont egy anyag állapotának megváltozása mele- gítés hatására. Az oldódás és az olvadás közötti különbség megértése vizs- gálható például állítások igazságtartalmáról való döntéssel (D49. feladat).
D49. feladat
Azt a tapasztalati tényt, hogy a legtöbb szilárd anyagból több oldható fel meleg vízben, mint hidegben, gyakran az olvadással hozzák kapcso- latba a gyerekek: „a forró víz megolvasztja a cukrot”. A részecskeszemlélet megjelenésének első jele a „láthatatlan szemcsékre esik szét” megfogal- mazás. A 4−6. évfolyamosok körülbelül egynegyede, a 7−8. évfolyamo- soknak mintegy harmada használ részecskeszintű értelmezést a cukor víz- ben való oldódásának magyarázatára. Ugyanakkor nagyon fontos látnunk, hogy amikor a tanulók részecskékről beszélnek, általában a szilárd anyag kis darabjaira gondolnak, és nem az azokat alkotó kémiai részecskékre (ionokra, molekulákra).
A mindennapi tapasztalat alapján kialakult folytonos anyagkép és a ré szecskemodell keveredéséből a következő fontosabb szintetikus mo- dellek jöhetnek létre: (1) a részecskék a folytonos anyagban találhatók
(„a cukorból kioldódott az az anyag, ami édessé teszi”); (2) a részecskék- nek makroszkópos tulajdonságuk van („a cukor elolvadt és a részecskéi édesek”, „édes atomok vannak benne”, „a cukor részecskéi folyékony- nyá váltak”).
Az égés folyamatának megértése, helyes értelmezése a fogalom komp- lex jellege miatt nagyon nehéz, annak ellenére, hogy a tanulók bőséges tapasztalattal rendelkezhetnek a jelenséggel kapcsolatban. Ismerik a kör- nyezetükben található éghető anyagokat, tudnak példát mondani az égés felhasználására és veszélyeire, ismerik a legfontosabb teendőket tűz esetén, a riasztás, menekülés, oltás alapvető szabályait (D50. feladat).
D50. feladat
A tanulók kezdetben az égés értelmezésére főként három naiv modellt használnak. (1) Az egyik modell szerint a szilárd anyagok (pl. fa, gyertya, magnézium) égését halmazállapot-változásként értelmezik (Meheut, Saltiel és Tibergien, 1985). (2) A transzmutációs modellnek az a lényege, hogy egy
„nem éghető” anyag (pl. magnézium) égés során egy olyan ismert „éghető”
anyaggá (pl. szénné) alakul át, amelynek égése a hétköznapi tapasztala- tokkal összeegyeztethető (Andersson, 1986; Barker, 1990). (3) Az „össze- ragadás” elmélet szerint az éghető anyag több alkotórészből áll, amelyek kezdetben össze vannak ragadva, és az égés során egyszerűen szétválnak egymástól (Barke, Hazari és Yitbarek, 2009). Az égés tehát nem anyagok
Nagy problémát jelent, hogy az égéshez szükséges oxigén (levegő) lát- hatatlan, ezért kölcsönhatásba lépő (égést tápláló) anyagként való elfoga- dása nagyon nehéz (D51. feladat). Az égés gyermeki értelmezései között megjelennek a flogisztonelmélethez nagyon hasonló modellek is. A flo- gisztonelmélet szerint minden éghető anyagban található egy olyan anyag, ami égéskor eltávozik és az égő anyag tömegcsökkenését okozza. Ez a flogiszton. Minél több flogisztont tartalmaz egy anyag, annál jobban ég.
D51. feladat
A bemutatott, elsősorban tizenéves tanulók fogalmi megértésével kap- csolatos problémákon túl kisiskoláskorban fokozottan jelentkezhetnek a fogalmak kategorizálási nehézségeiből adódó megértési problémák. A gye- rekek egy része anyagnak tekinti a hőt, az energiát. Gyakori az is, hogy nem tesznek különbséget a melegítés folyamata és az égés között.
4.2.1.3. Kölcsönhatások
Ebben az életkori szakaszban a mechanikai kölcsönhatások mellett elekt- romos, mágneses és termikus kölcsönhatások megismerésére is sor kerül.
Továbbra is lényeges kiemelni, példákkal segíteni annak megértését, hogy a kölcsönhatásban a részt vevők megváltoznak, és állapotváltozásuk ellen- tétes (D52. feladat). Mindezt kiegészítjük annak megbeszélésével, hogy mi okozta a változást (pl. betört ablak − labdázó gyerek; a növény elszáradása
− vízhiány) és milyen mennyiség változott meg (pl. megváltozik a rugó hossza nyújtáskor; a mag tömege csírázáskor).
D52. feladat
A kölcsönhatások közül a testek mozgása és mozgásállapot-változása az egyik legnagyobb kihívást jelentő téma (D53. feladat), mivel a tanulók elő- zetes ismeretei nehezen egyeztethetők össze a tudományos ismeretekkel.
D53. feladat
A gyerekek a testek mozgásáról Arisztotelész fizikája szerint gondol- kodnak: a mozgásnak mindig oka van, ha nincs mozgást fenntartó tényező, akkor a test megáll. Mindez alapvetően különbözik a newtoni fizikától:
a mozgás nem szűnik meg spontán módon, inerciarendszerben a magára hagyott testek állnak vagy egyenes vonalú, egyenletes mozgást végeznek,
Legördülő listában (mindkét esetben): Válassz! nő / csökken / nem változik
labda?). A válaszokban gyakori az az elképzelés, miszerint „elfogy a test ereje”, ami jelzi, hogy a gyerekek az erőt a test tulajdonságának tekintik, nem a kölcsönhatáshoz kötik, és nem a mozgásállapot-megváltozást okozó hatást értik alatta (Korom, 1997; Radnóti, 2005).
4.2.1.4. Az energia
A 3−4. évfolyamon az energiával kapcsolatos ismeretek gyarapíthatók a tüzelőanyagok, az energiaforrások csoportosításával, jellemzésével, az elektromos energia felhasználásának ismeretével (D54. feladat); a munka és az energiaváltozás kapcsolatának felismerésével; annak megvitatásával, milyen szerepet játszik a fény és a hő a természeti környezetben. Szó esik az energiahordozók, nyersanyagok végességének problémájáról, az ener- giahordozókkal való takarékoskodás fontosságáról.
D54. feladat
A tanulók ki tudnak választani éghető anyagokat különböző anyagok közül; fel tudnak sorolni tüzelőanyagokat; tudják, hogy a táplálék az élőlé- nyek szervezete számára energiaforrás.
Az energia terjedésének megértése előkészíthető a fény, a hang és a hő terjedésének tapasztalati szintű elemzésével, a fényről, a hangról és a hőről való gyermeki elképzelések feltárásával. Az életkori szakasz kezdetén a tanulók többsége a fényt nem tartja önálló entitásnak, hanem azonosítja a fényforrással.
